ねじの機械的利益計算機
ピッチ0.005 mのねじに0.5 mのレバーを付けると、理想機械的利益は2π × 100です。手が円を1周する間に、荷重は1ピッチ分だけ上がります。2つの長さを同じ単位で入力し、ジャッキや送りねじの見積もりに使えます。ブラウザで無料で使えます。
- 無料
- ブラウザで動作
- 登録不要
- データは端末の外に出ません
無料で実行
計算例
- レバーアーム
- 0.5
- 勾配
- 0.005
- 機械的倍力
- 628.318530718
- 理想機械的利益
- 628.318530718
- 1回転あたりの力の移動距離
- 3.1415926536
- 1回転あたりの荷重の移動距離
- 0.005
ねじは長い操作レバーを回す一方で、ねじ軸は1回転あたりわずかなピッチしか進まないことで力を増幅します。理想的な教科書モデルでは、レバー円周に沿った仕事が1回転あたりの負荷仕事と等しく、機械的利益MAはレバー腕の長さに2πを掛けた値をねじピッチで割ったものになります。学生は機械設計の宿題でこの閉形式を使い、教員は解答キー用の決定的なオラクルを必要とし、現場や工場の担当者は摩擦によるディレーティングと安全率を適用する前にジャッキやリードスクリューを寸法決めします。本計算機は一致した長さ単位の正のレバー腕と正のピッチを受け取り、理想MA、1回転あたりの努力経路、1回転あたりの負荷経路を返します。ピッチがゼロの場合は拒否され、ゼロ除算や無限の利益を作り出さないようにします。
腕とピッチからねじの機械的利益がどう定義されるか
操作ハンドルを1回転するごとに負荷台がねじピッチpだけ上がるねじ、またはねじジャッキから始めます。努力はねじ軸からレバー腕に等しい半径方向距離に加わるため、1回転あたり努力力は腕長さの2π倍の円周を進みます。理想モデルではねじ山やカラーの摩擦がなく、ねじとレバーは剛体で、入力仕事は出力仕事と等しくなります。
努力に2πと腕を掛けたものを負荷にピッチを掛けたものと等置すると、MAは負荷を努力で割った値、すなわち腕の2π倍をピッチで割った値になります。レバー腕が長くピッチが細かいほど理想利益は増え、ピッチが粗くハンドルが短いほど減ります。単条ねじではピッチはリードと一致し、多条ねじでは1回転の進みはリードです。
ピッチではなくリードが分かる場合は、この運動学式のためにpitch欄にリードを渡してください。実機のねじはねじ山摩擦・カラー摩擦・効率損失により実際の機械的利益が理想値を下回ります。それらには測定された努力や摩擦角モデルが必要で、本ページの対象外です。
ねじの機械的利益計算機が実際の業務で現れる場面
高校や大学入門の機械設計・静力学の授業では、ねじの自由体図と仕事エネルギーの問題を課し、効率問題の前に理想努力を求め、1枚のノート上でレバー腕とピッチからMAを期待します。車両回収や工場保守の訓練担当は、安全率と実摩擦ディレーティングの前にハンドル長さとねじピッチからボトルジャッキやフロアジャッキ型を一次スクリーニングします。
メイカースペースやSTEM普及では、測ったピッチとレバー長さを期待される力の増幅に変換し、教室模型上でばね秤と比較できるようにします。機械設計メモでは、ジャッキやリードスクリュー試験を記録する際に、測定された実際の機械的利益の横に理想MAを書くことがよくあります。
後で測定努力からの実際の利益、摩擦角付き効率、斜面の力低減、ロープ本数による滑車IMAが必要なら、摩擦表や複合機械で本ページの閉形式の腕とピッチ契約を薄めず、別の検索意図とランディングとして扱ってください。
活用例
ジャッキとリードスクリューの実験準備
測ったピッチとハンドル長さについて理想の力増幅を予測し、その後ばね秤で実努力と効率を測ります。
工場・現場の寸法決め草案
操作レバー長さとねじピッチを理想の機械的利益に変換し、安全率と摩擦ディレーティングの前の一次フィルタにします。
よくある質問
ねじの機械的利益とは何ですか?
armは操作レバー腕の長さ、pitchはねじピッチ(1回転あたりの軸方向進み)です。
ピッチがゼロの場合はどうなりますか?
ピッチがゼロだと機械的利益が無限になり、この式では物理的に意味がありません。
摩擦や効率は含まれますか?
いいえ。 本ページは運動学からの理想MAのみを返します。ねじ摩擦を含む実際の利益と効率は別の問題・ランディングです。
多条ねじではピッチとリードのどちらを入力しますか?
リードを入力します。多条ねじは1回転で1リード進み、式に必要なのはその距離だからです。一般的な一条ねじでは、ピッチとリードは同じです。
レバーの長さとピッチは同じ単位にする必要がありますか?
はい。メートルならメートル、ミリならミリ、インチならインチにそろえます。機械的利益は単位のない数で、単位の換算は行わないため、単位が違うと結果が誤ります。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/mech/screw-mechanical-advantage \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"lever_arm":0.5,"pitch":0.005}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/mech/screw-mechanical-advantage", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"lever_arm": 0.5,
"pitch": 0.005
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/mech/screw-mechanical-advantage",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"lever_arm": 0.5,
"pitch": 0.005
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/screw-mechanical-advantage", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"lever_arm":0.5,"pitch":0.005}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"lever_arm":0.5,"pitch":0.005}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/screw-mechanical-advantage", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)リクエスト例
{
"lever_arm": 0.5,
"pitch": 0.005
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "mech.screw_mechanical_advantage",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
無料のブラウザツールと有料APIは同じ純粋な同型関数を共有するため、教室デモと自動パイプラインが同じ数値で食い違うことはありません。
腕とピッチからねじの機械的利益がどう定義されるか
処理は決定的な浮動小数点演算で、乱数シード・壁時計・ネットワーク・モデルドリフトはなく、同一入力は常に同一のJSONを返します。レバー腕とピッチは有限かつ厳密に正でなければならず、ピッチがゼロだとMAが無限になるためinvalid_inputで拒否し、自動化が黙って無制限の力の増幅を生み出さないようにします。
送信する内容と返ってくる内容
両方の長さは同じ単位(メートル同士、ミリメートル同士、インチ同士)でなければならず、MAは無次元でエンジンは単位変換を行いません。ピッチがゼロだとMAが腕の2π倍をピッチで割った形で無限になるため、特に明示されます。古典的な確認は腕0.5・ピッチ0.005でMAが2π×100、または腕400mm・ピッチ5mmで単位が一致すれば同じ無次元比です。宿題と素早い健全性確認には無料ブラウザフォームを、大量の解答キー・実験準備表・採点オラクルには同じ契約をスクリプトから呼び出してください。複数段階の実験では長さ単位を一貫させ、計算途中でミリメートルとメートルの隠れた変換が混ざらないようにしてください。lever_armとpitchの2つの必須有限数を送ってください。lever_armはねじ中心線から努力点までの操作ハンドル長さで、別名はarm、L、effort_arm、lever、handle_lengthです。pitchは1回転あたりの軸方向進みで、別名はp、screw_pitch、lead、thread_pitchです。欠落フィールド、非数値文字列、NaN、Infinity、ゼロまたは負のlever_arm、ゼロまたは負のpitchはinvalid_inputで失敗し課金されません。成功時は整形済みのlever_armとpitch、いずれも腕の2π倍をピッチで割ったmechanical_advantageとideal_mechanical_advantage、腕の2π倍のeffort_path_per_rev、pitchとしてのload_path_per_rev、idealのmodel、unitsヒント、method screw_ma_2pi_arm_over_pitch、formula文字列MA equals two pi times arm over pitchが返ります。成功したAPI呼び出しの料金は公開ベースの$0.002(1件あたり)で、検証失敗はプリペイド残高を消費しません。
ねじの機械的利益計算機が実際の業務で現れる場面
本能力は純粋なparseエンジンのため、API料金は成功1件あたり公開ベースの$0.002で、検証失敗は残高を消費しません。
連携の活用例
宿題・試験の解答キー
レバー腕とねじピッチから理想MA = 2π·arm/pitchを求め、学生と自動採点が同じ閉形式の正解を共有できるようにします。
技術的な質問
lever_armとpitchは同じ単位でなければなりませんか?
はい。どちらも同じ単位(m、mm、in、…)の正の有限長さである必要があります。エンジンは単位変換を行わず、MAは無次元です。
料金はいくらですか?
ブラウザツールは無料でローカル実行です。APIリクエストは成功1件あたり$0.002のKITプリペイド残高を使い、無効入力は課金されません。